KR101797201B1 - 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템 - Google Patents

모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101797201B1
KR101797201B1 KR1020160014349A KR20160014349A KR101797201B1 KR 101797201 B1 KR101797201 B1 KR 101797201B1 KR 1020160014349 A KR1020160014349 A KR 1020160014349A KR 20160014349 A KR20160014349 A KR 20160014349A KR 101797201 B1 KR101797201 B1 KR 101797201B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
unit
motor
inverter
outputting
Prior art date
Application number
KR1020160014349A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170092980A (ko
Inventor
홍영호
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020160014349A priority Critical patent/KR101797201B1/ko
Publication of KR20170092980A publication Critical patent/KR20170092980A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101797201B1 publication Critical patent/KR101797201B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/02—Rotary receptacles, e.g. drums
    • D06F37/04—Rotary receptacles, e.g. drums adapted for rotation or oscillation about a horizontal or inclined axis
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/206—Mounting of motor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/22—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations in machines with a receptacle rotating or oscillating about a horizontal axis
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/40—Driving arrangements  for driving the receptacle and an agitator or impeller, e.g. alternatively
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • Y02B40/50—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 모터 구동장치는, 외부로부터 직류 전원을 수신하는 접속부와, 접속부의 출력단인 dc단에 접속되며, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비한다. 이에 따라, 외부의 직류 전원에 의해 동작 가능하게 된다.

Description

모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템{Motor driving apparatus, home appliance and power providing system including the same}
본 발명은 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부의 직류 전원에 의해 동작 가능한 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
모터 구동장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이다.
한편, 모터 구동장치는, 센서를 이용한 센서 방식의 모터 구동장치와 센서가 없는 센서리스(sensorless) 방식의 모터 구동장치로 구분될 수 있다.
최근, 제조 비용 저감 등을 이유로, 센서리스 방식의 모터 구동장치가 많이 사용되고 있으며, 이에 따라, 효율적인 모터 구동을 위해, 센서리스 방식의 모터 구동장치에 대한 연구가 수행되고 있다.
한편, 각 국의 규제에 따라, 모터 구동장치에서 전자파 노이즈(EMI noise)를 저감하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.
본 발명의 목적은, 외부의 직류 전원에 의해 동작 가능한 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 외부로부터 직류 전원을 수신하는 접속부와, 접속부의 출력단인 dc단에 접속되며, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, 모터와, 외부로부터 직류 전원을 수신하는 접속부와, 접속부의 출력단인 dc단에 접속되며, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템은, 외부로부터의 직류 전원을 수신하고, 직류 전원에 기반하여 동작하는 적어도 하나의 홈 어플라이언스와, 외부로부터의 직류 전원 또는 신 재생 에너지에 기반하여 생성된 직류 전원을 저장하는 에너지 저장장치와, 홈 어플라이언스 및 에너지 저장장치의 전력을 무선으로 관리하는 전력 관리 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템은, 외부로부터 직류 전원을 수신하는 접속부와, 접속부의 출력단인 dc단에 접속되며, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비함으로써, 외부의 직류 전원에 의해 동작 가능하게 된다.
한편, 이러한 구조에 의하면, 직류 전원을 이용하여, 바로 모터를 구동할 수 있게 되므로, 전력 변환 효율이 향상되게 된다.
한편, 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템은, 외부로부터 교류 전원을 수신하는 제2 접속부와, 제2 접속부로부터의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여, dc단에 출력하는 컨버터를 더 포함함으로써, 외부의 직류 전원 외에도, 외부로부터의 교류 전원에 의해서도 동작 가능하게 된다.
도 1은 본 발명과 관련한 직류 기반의 전력 공급 시스템 구성도의 일예이다.
도 2는 본 발명과 관련한 직류 기반의 전력 공급 시스템 구성도의 다른 예이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 4는 도 3의 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 일 예인 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 7은 도 6의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 8은 도 6의 공기조화기 중 실외기의 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 9는 도 6의 공기조화기의 실외기와 실내기의 내부 회로도의 일예이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 다른 예인 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 또 다른 예인 냉장고를 도시한 사시도이다.
도 13은 도 12의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명과 관련한 직류 기반의 전력 공급 시스템 구성도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 공급 시스템(10)은, 외부로부터의 직류 전원을 수신하고, 직류 전원에 기반하여 동작하는 적어도 하나의 홈 어플라이언스(100a,100b.100c,...100z)와, 외부로부터의 직류 전원 또는 신 재생 에너지에 기반하여 생성된 직류 전원을 저장하는 에너지 저장장치(20)와, 홈 어플라이언스 및 에너지 저장장치(20)의 전력을 무선으로 관리하는 전력 관리 장치(60)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 공급 시스템(10)은, 태양 전지를 구비하고, 태양 전지에 기초하여 직류 전원을 생성하여 출력하는 태양광 모듈(30)과, 외부로부터의 직류 전원의 소비량을 감지하는 전력 소비 감지 장치(50)를 더 구비할 수 있다.
한편, 태양광 모듈(30)에서 공급되는 전력을 감지하기 위한 태양광 전력 감지 장치(40)가 더 구비될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 공급 시스템(10)은, 태양광 모듈(30)부터 재생되는 태양광 전력, 및 상용 발전소(70)로부터의 상용 전력, 에너지 저장 장치로(20)부터의 전력 등을, 건물 내의 내부 전력망으로 공급할 수 있다.
이때, 상용 발전소(70)는, 교류 전원 또는 직류 전원을 공급할 수 있다.
또한, 전력 공급 시스템(10)은, 에너지 저장장치(20)에 저장된 저장 전력의 일부를, 전력 거래소(미도시)로 공급할 수도 있다.
이러한 전력 공급 시스템(10) 하에서는, 도 1에 도시한 태양광 모듈(30) 외에, 다양한 신재생 에너지 장치에서 생성되는 신재생 전력이, 내부 전력망으로 공급될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(10)은, 건물 내에 전력을 공급하기 위한 시스템일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 확장이 가능하다. 예를 들어, 집합 건물 내에, 각 가정에 전력을 공급하기 위한 시스템이거나, 일정 지역 내에, 복수의 건물들 각각에 전력을 공급하기 위한 시스템일 수 있다. 이하에서는, 전력 공급 시스템(10)이, 단일 건물 내에 전력을 공급하기 위한 시스템인 것을 중심으로 기술한다.
한편, 에너지 저장장치(20)는, 적어도 하나의 배터리(28)를 구비할 수 있으며, 배터리(28)에 전력을 저장하거나, 배터리(28)에 저장된 전력을 외부로 공급할 수도 있다.
이를 위해, 에너지 저장장치(20)는, 단방향 컨버터(22), 양방향 컨버터(24,26, 29)를 구비할 수도 있다.
한편, 건물 내의 전력의 관리는, 전력 관리 장치(60)가 유선 또는 무선 통신에 의해 담당할 수 있다.
전력 관리 장치(60)는, 내부 전력망 내의 전력을 관리할 수 있는 장치로서, HEMS (Home Energy Management System)라 명명될 수 있다.
이를 위해, 전력 관리 장치(60)는, 에너지 저장장치(20)과 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 지그비(ZigBee) 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(60)와, 에너지 저장장치(20) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(60)와, 에너지 저장장치(20) 사이에는, 지그비 통신 방식 외에, WiFi 방식이 가능하다. 또는 무선 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), RF 방식, 등이 가능하다. 이하에서는, 전력 관리 장치(60)와, 에너지 저장장치(20) 사이에, 지그비 통신 방식이 수행되는 것을 중심으로 기술한다.
전력 관리 장치(60)는, 에너지 저장장치(20)로부터, 전원 온 정보 또는 에너지 저장량 정보 등을 수신할 수 있으며, 에너지 저장장치(20)로 충전 명령, 방전 명령 등을 전송할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(60)는, 태양광 모듈(30) 또는 태양광 전력 감지 장치(40)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 지그비 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(60)와 태양광 모듈(30) 또는 태양광 전력 감지 장치(40) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다. 물론, 지그비 통신 외에 WiFi 방식 등 다른 통신 방식이 이용되는 것도 가능하다.
한편, 전력 관리 장치(60)는, 태양광 모듈(30) 또는 태양광 전력 감지 장치(40)로부터, 전력 변환된 태양광 전력 정보를 수신할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(60)는, 전력 소비 감지 장치(50)와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 지그비 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(60)와 전력 소비 감지 장치(50) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다. 물론, 지그비 통신 외에 WiFi 방식 등 다른 통신 방식이 이용되는 것도 가능하다.
한편, 전력 관리 장치(60)는, 전력 소비 감지 장치(50)로부터, 상용 발전소(70)로부터의 내부 전력망으로 공급되는 상용 전력 정보를 수신하며, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다.
한편, 전력 관리 장치(60)는, 내부 전력망에 전기적으로 연결되는 복수의 홈 어플라이언스들(100a,100b,...100z)과 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 지그비 통신 방식에 의해, 전력 관리 장치(60)와 복수의 홈 어플라이언스들(100a,100b,...100z) 사이에, 무선 데이터 통신이 수행될 수 있다. 물론, 지그비 통신 외에 WiFi 방식 등 다른 통신 방식이 이용되는 것도 가능하다. 이하에서는, 전력 관리 장치(60)와, 복수의 홈 어플라이언스들(100a,100b,...100z) 사이에, 지그비 통신 방식이 수행되는 것을 중심으로 기술한다.
한편, 전력 관리 장치(60)는, 복수의 홈 어플라이언스들(100a,100b,...100z)로부터, 내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보를 수신할 수 있다.
내부 전력망에서 소비되는 부하 전력 정보는, 상술한 바와 같이, 전력 소비 감지 장치(50) 또는 복수의 홈 어플라이언스들(100a,100b,...100z)로부터, 전력 관리 장치(60)로 전송되는 것이 가능하나, 이하에서는, 전력 관리 장치(60)로부터 전송되는 것을 중심으로 기술한다.
전력 관리 장치(60)는, 이동 단말기(600)와 데이터를 교환할 수 있다. 사용자는 자신의 이동 단말기(600)를 통해, 건물 내의 전력 정보 등을 용이하게 파악할 수 있게 된다.
한편, 전력 관리 장치(60)는, 건물 내의 내부 네트워크에 대한 관리를 함께 수행할 수도 있다. 즉, 내부 전력망에 대한 내부 네트워크를 제공할 수 있다.
이에 따라, 전력 관리 장치(60)는, 특히, 무선 데이터 통신이 가능한, 무선 네트워크 공유기를 포함하는 개념일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스(100a,100b,100c,...100z)는, 외부로부터 직류 전원을 수신하고, 직류 전원에 기초하여, 모터 등을 구동할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스(100a,100b,100c,...100z)는, 교류 전원 수신이 아닌, 직류 전원을 수신하여, 바로, 내부의 구성 유닛들을 구동할 수 있다. 이에 따라, 교류 전원에 의한, 고주파 노이즈 등이 발생하지 않게 되며, 나아가, 정류부, 컨버터 등이 구비되지 않아도 되므로, 제조 비용이 저감되게 된다. 따라서, 직류 전원에 기반하여, 안정적으로 구동이 가능하게 된다.
한편, 도 1의 홈 어플라이언스(100a,100b,100c,...100z)는, 세탁기, 에어컨, 냉장고, 조리기기, 청소기, 조명장치, 전기 차량, 드론, TV, 모니터, 이동 단말기, 웨어러블 기기, 서버 등을 포함하는 개념일 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련한 직류 기반의 전력 공급 시스템 구성도의 다른 예이다.
한편, 도 2의 전력 공급 시스템(20)은, 상용 발전소(70b)로부터 직류 전원이 공급되는 경우와, 상용 발전소(70a)로부터 교류 전원이 공급되는 경우를 함께 예시한다.
상용 발전소(70b)로부터 직류 전원이 공급되는 경우, 홈 어플라이언스(100)는, 컨버터 없이, 바로, 인버터(420)를 통해, 모터(230)를 구동할 수 있게 된다.
한편, 상용 발전소(70a)로부터 교류 전원이 공급되는 경우, 홈 어플라이언스(100)는, 컨버터가 필요하며, 컨버터를 거쳐, 인버터를 통해, 모터를 구동하게 된다.
상술한 바와 같이, 상용 발전소(70b)로부터 직류 전원이 공급되는 경우, 홈 어플라이언스(100)는, 교류 전원 수신이 아닌, 직류 전원을 수신하여, 바로, 내부의 구성 유닛들을 구동할 수 있다. 이에 따라, 교류 전원에 의한, 고주파 노이즈 등이 발생하지 않게 되며, 나아가, 정류부, 컨버터 등이 구비되지 않아도 되므로, 제조 비용이 저감되게 된다. 따라서, 직류 전원에 기반하여, 안정적으로 구동이 가능하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시하고, 도 4는 도 3의 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(220)는, 모터를 구동하기 위한 것으로서, 모터 구동부라 명명될 수도 있다.
모터 구동장치(220)는, 접속부(410), 인버터(420), 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(220)는, dc 단 전압 검출부(B), dc단 커패시터(C), 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 모터 구동장치(220) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.
접속부(410)는, 외부로부터 직류 전원을 수신하고, dc단(a-b 단자 사이)에 직류 전원을 출력할 수 있다.
외부는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 발전소(70), 태양광 모듈(30), 에너지 저장장치(20) 등을 포함하는 개념일 수 있다.
dc단 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, dc단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 dc단 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.
출력전류 검출부(E)는, 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(idc)를 검출할 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, 도면과 같이, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출하기 위해, 인버터(420)와 모터(230)에 배치될 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, 도면과 같이, 3개의 저항 소자를 구비할 수 있다. 3개의 저항 소자를 통해, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)인 상 전류(phase current)(ia,ib,ic)를 검출할 수 있다. 검출된 출력전류(ia,ib,ic)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(ia,ib,ic)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다.
한편, 본 명세서에서는, 출력전류로 ia,ib,ic 또는 io를 혼용하여 사용한다.
한편, 도면과 달리, 출력전류 검출부(E)는, 2개의 저항 소자를 구비할 수 있다. 나머지 한 상의 상전류는, 삼상 평형을 이용하여, 연산할 수 있다.
한편, 도면과 달리, 출력전류 검출부(E)는, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되며, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 구비하여, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출할 수도 있다. 이러한 방식을 1 션트 방식이라 명명할 수 있다.
1 션트 방식에 따르면, 출력전류 검출부(E)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 사용하여, 인버터(420)의 하암 스위칭 소자의 턴 온시, 시분할로, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(idc)인 상 전류(phase current)를 검출할 수 있다.
검출된 출력전류(idc)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(idc)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성될 수 있다.
한편, 삼상 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 5을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)를, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환할 수 있다.
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(320)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)에 기초하여, 위치치(
Figure 112016012361284-pat00001
)를 추정하고, 추정된 위치를 미분하여, 속도(
Figure 112016012361284-pat00002
)를 연산할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112016012361284-pat00003
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112016012361284-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.
축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(
Figure 112016012361284-pat00005
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(
Figure 112016012361284-pat00006
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
한편, 상술한 모터 구동장치(220)는, 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 홈 어플라이언스 중 세탁물 처리기기, 공기조화기, 냉장고, 정수기, 청소기, 차량(vehicle), 로봇(robot), 드론(drone) 등에 적용 가능하다. 이하에서는 모터 구동장치(220)의 적용 가능한 홈 어플라이언스의 다양한 예를 예시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 일 예인 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
본 발명에 따른 공기조화기(100b)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 실내기(31b), 실내기(31b)에 연결되는 실외기(21b)를 포함할 수 있다.
공기조화기의 실내기(31b)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31b)를 예시한다.
한편, 공기조화기(100b)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.
실외기(21b)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.
실외기(21b)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31b)로 냉매를 공급한다. 실외기(21b)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31b)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다.
이때, 실외기(21b)는, 연결된 실내기(310b)로 압축된 냉매를 공급한다.
실내기(31b)는, 실외기(21b)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31b)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.
이때, 실외기(21b) 및 실내기(31b)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기(31b)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
도 7은 도 6의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100b)는, 크게 실내기(31b)와 실외기(21b)로 구분된다.
실외기(21b)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102bb)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104b)와, 실외 열교환기(104b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105ab)과 실외팬(105ab)을 회전시키는 전동기(105bb)로 이루어진 실외 송풍기(105b)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106b)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110b)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103b) 등을 포함한다.
실내기(31b)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109b)와, 실내측 열교환기(109b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109ab)과 실내팬(109ab)을 회전시키는 전동기(109bb)로 이루어진 실내 송풍기(109b) 등을 포함한다.
실내측 열교환기(109b)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102b)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 공기조화기(100b)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
도 6의 실외기(21b) 내의 압축기(102b)는, 압축기 모터(250b)를 구동하는, 도 3과 같은, 모터 구동장치에 의해 구동될 수 있다.
또는, 실내팬(109ab) 또는 실외팬(105ab)은, 각각 실내팬 모터(109bb), 실외 팬 모터(150bb)를 구동하는, 도 3과 같은, 모터 구동장치에 의해 구동될 수 있다.
도 8은 도 6의 공기조화기 중 실외기의 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하면, 도 8의 모터 구동장치(100ap)는, 접속부(1410), dc단 커패시터(C), 압축기 모터(230a)를 구동하기 위한 제1 인버터(420a), 팬 모터(230b)를 구동하기 위한 제2 인버터(420b), 내부 전원 공급을 위해 전압을 강합하는 전압 강압부인 SMPS(422), 그리고, SMPS(422)로 변환된 전력을 공급하는 dc/dc 컨버터(421)를 구비할 수 있다.
특히, dc단 커패시터(C)가 배치되는 dc단(a-b단자)에, 제1 인버터(420a), 인버터(420b), 및 dc/dc 컨버터(421)가 병렬 접속될 수 있다.
이에 따라, 접속부(410)를 통해 입력되는 외부의 직류 전원을 이용하여, 압축기 모터(230a), 팬 모터(230b), 및 내부의 제어 전압 등을 공급할 수 있게 된다.
이에 따라, 전력 변환 효율이 증가하게 된다.
도 9는 도 6의 공기조화기의 실외기와 실내기의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하면, 도 9의 모터 구동장치(100ap2)는, 실외기와 실내기를 구동하기 위한 모터 구동장치일 수 있다.
모터 구동장치(100ap2)는, 실외기 모터 구동 장치(121b)와, 실내기 모터 구동장치(131b)를 포함하는 개념일 수 있다.
모터 구동장치(100ap2), 특히, 실외기 모터 구동 장치(121b)는, 외부로부터 직류 전원을 수신하는 접속부(410)와, 인버터(420)와, 인버터(420)를 제어하는 인버터 제어부(430)를 구비할 수 있다.
한편, 모터 구동장치(100ap2)는, 직류 전원과 교류 전원을 동시에 입력받을 수 있는 하이브리드 타입의 구동장치일 수 있다.
모터 구동장치(100ap2), 특히, 실외기 모터 구동 장치(121b)는, 외부로부터 교류 전원을 수신하는 제2 접속부(410)와, 제2 접속부(410)로부터의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여, dc단(a-b단자)에 출력하는 컨버터(415b)를 더 구비할 수 있다.
모터 구동장치(100ap2), 특히, 실외기 모터 구동 장치(121b)는, 외부로부터 제2 직류 전원을 수신하는 제3 접속부(403a)를 더 포함하고, 제3 접속부(410)로부터의 제2 직류 전원은, dc단(a-b단자)에 출력하 수 있다.
모터 구동장치(100ap2), 특히, 실외기 모터 구동 장치(121b)는, 제2 접속부(410)와, 컨버터(415b) 사이에, 교류 전원을 정류하는 정류부(415a)를 더 포함할 수 있다.
한편, 접속부(410)는, 외부의 그리드로부터 직류 전원을 수신할 수 있다.
또는, 접속부(410)는, 외부의 에너지 저장장치(20)로부터 직류 전원을 수신할 수 있다.
또는, 접속부(410)는, 외부의 태양광 모듈(30)로부터 직류 전원을 수신할 수 있다.
한편, 실외기 모터 구동 장치(121b)는, 실내기 모터 구동장치(131b)와의 통신을 위한 통신 회로(407a)와, AC 통신 회로를 더 구비할 수 있다.
이를 위해, 실외기 모터 구동 장치(121b)와, 실내기 모터 구동장치(131b)는, 통신 단자(402a,407a,402b,407b)를 구비할 수 있다.
한편, 실내기 모터 구동장치(131b)는, 교류 전원을 입력받는 접속부(411), 교류 전워을 필터링하는 필터(405), 정류부(416a), dc단(c-d단자), 전압 강압부인SMPS(420b)를 구비할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 일예인 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기(100a)는, 포가 전면 방향으로 세탁조 내로 삽입되는 프론트 로드(front load) 방식의 세탁물 처리기기이다. 이러한 프론트 방식의 세탁물 처리기기는, 포가 삽입되어 세탁, 헹굼 탈수 등을 수행하는 세탁기 또는 습포가 삽입되어 건조를 수행하는 건조기 등을 포함하는 개념으로서, 이하에서는 세탁기를 중심으로 기술한다.
도 10의 세탁물 처리기기(100a)는, 세탁조식 세탁물 처리기기로서, 세탁물 처리기기(100a)의 외관을 형성하는 캐비닛(110)과, 캐비닛(110) 내부에 배치되며 캐비닛(110)에 의해 지지되는 터브(120)와, 터브(120) 내부에 배치되며 포가 세탁되는 세탁조(122)과, 세탁조(122)을 구동시키는 모터(130)와, 캐비닛 본체(111) 외측에 배치되며 캐비닛(110) 내부로 세탁수를 공급하는 세탁수 공급장치(미도시)와, 터브(120) 하측에 형성되어 세탁수를 외부로 배출하는 배수장치(미도시)를 포함한다.
세탁조(122)에는 세탁수가 통과되도록 복수개의 통공(122A)이 형성되며, 세탁조(122)의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후, 중력에 의해 낙하되도록 세탁조(112)의 내 측면에 리프터(124)가 배치될 수 있다.
캐비닛(110)은, 캐비닛 본체(111)와, 캐비닛 본체(111)의 전면에 배치되어 결합하는 캐비닛 커버(112)와, 캐비닛 커버(112) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111)와 결합하는 컨트롤패널(115)과, 컨트롤패널(115) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111)와 결합하는 탑플레이트(116)를 포함한다.
캐비닛 커버(112)는 포의 출입이 가능하도록 형성되는 포 출입홀(114)과, 포 출입홀(114)의 개폐가 가능하도록 좌우로 회동 가능하게 배치되는 도어(113)를 포함한다.
컨트롤패널(115)은 세탁물 처리기기(100a)의 운전상태를 조작하는 조작키들(117)과, 조작키들(117)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(100a)의 운전상태를 표시하는 디스플레이장치(118)를 포함한다.
컨트롤패널(115) 내의 조작키들(117) 및 디스플레이 장치(118)는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)는 세탁물 처리기기(100a)의 각 구성요소등을 전기적으로 제어한다. 제어부(미도시)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 세탁조(122)에는 오토 밸런스(미도시)가 구비될 수 있다. 오토 밸런스(미도시)는 세탁조(122) 내에 수용된 세탁물의 편심량에 따라 발생하는 진동을 저감하기 위한 것으로, 액체밸런스, 볼밸런스 등으로 구현될 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 세탁물 처리기기(100a)는, 세탁조(122)의 진동량 또는 캐비닛(110)의 진동량을 측정하는 진동 센서를 더 구비할 수 있다.
도 11은 도 10의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 세탁물 처리기기(100a)는, 제어부(210)의 제어 동작에 의해, 구동부(220)가 제어되며, 구동부(220)는 모터(230)를 구동하게 된다. 이에 따라, 세탁조(122)에 모터(230)에 의해 회전하게 된다.
제어부(210)는, 조작키(1017)로부터 동작 신호를 입력받아 동작을 한다. 이에 따라, 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 수행될 수 있다.
또한, 제어부(210)는, 디스플레이(18)를 제어하여, 세탁 코스, 세탁 시간, 탈수 시간, 헹굼 시간 등, 또는 현재 동작 상태 등을 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(210)는, 구동부(220)를 제어하여, 구동부(220)는, 모터(230)를 동작시키도록 제어한다. 이때, 모터(230) 내부 또는 외부에는, 모터의 회전자 위치를 감지하기 위한, 위치 감지부가 구비되지 않는다. 즉, 구동부(220)는, 센서리스(sensorless) 방식에 의해 모터(230)를 제어한다.
구동부(220)는, 모터(230)를 구동시키기 위한 것으로, 인버터(미도시), 및 인버터 제어부(미도시), 모터(230)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력전류 검출부(도 4의 E)와, 모터(230)에 인가되는 출력 전압(vo)을 검출하는 출력전압 검출부(도 4의 F)를 구비할 수 있다. 또한, 구동부(220)는, 인버터(미도시)에 입력되는 직류 전원을 공급하는, 컨버터 등을 더 포함하는 개념일 수 있다.
예를 들어, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(도 4의 430)는, 출력 전류(idc) 및 출력 전압(vo)에 기초하여, 모터(230)의 회전자 위치를 추정한다. 그리고, 추정된 회전자 위치에 기초하여, 모터(230)가 회전하도록 제어한다.
구체적으로, 인버터 제어부(도 4의 430)가, 출력 전류(idc) 및 출력 전압(vo)에 기초하여, 펄스폭 변조(PWM) 방식의 스위칭 제어 신호(도 4의 Sic)를 생성하여, 인버터(미도시)로 출력하면, 인버터(미도시)는 고속 스위칭 동작을 하여, 소정 주파수의 교류 전원을 모터(230)에 공급한다. 그리고, 모터(230)는, 소정 주파수의 교류 전원에 의해, 회전하게 된다.
한편, 구동부(220)는, 도 1의 모터 구동장치(220)에 대응할 수 있다.
한편, 제어부(210)는, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(idc) 등에 기초하여, 포량을 감지할 수 있다. 예를 들어, 세탁조(122)가 회전하는 동안에, 모터(230)의 전류값(idc)에 기초하여 포량을 감지할 수 있다.
특히, 제어부(210)는, 포량 감지시, 모터 정렬 구간에서 측정된 모터의 고정자 저항과 인덕턴스 값을 이용하여, 포량을 정확히 감지할 수 있게 된다.
한편, 제어부(210)는, 세탁조(122)의 편심량, 즉 세탁조(122)의 언밸런스(unbalance; UB)를 감지할 수도 있다. 이러한 편심량 감지는, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(idc)의 리플 성분 또는 세탁조(122)의 회전 속도 변화량에 기초하여, 수행될 수 있다.
특히, 제어부(210)는, 포량 감지시, 모터 정렬 구간에서 측정된 모터의 고정자 저항과 인덕턴스 값을 이용하여, 편심량을 정확히 감지할 수 있게 된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 또 다른 예인 냉장고를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명과 관련한 냉장고(100c)는, 도시되지는 않았지만 냉동실 및 냉장실로 구획된 내부공간을 가지는 케이스(110c)와, 냉동실을 차폐하는 냉동실 도어(120c)와 냉장실을 차폐하는 냉장실 도어(140c)에 의해 개략적인 외관이 형성된다.
그리고, 냉동실 도어(120c)와 냉장실 도어(140c)의 전면에는 전방으로 돌출형성되는 도어핸들(121c)이 더 구비되어, 사용자가 용이하게 파지하고 냉동실 도어(120c)와 냉장실 도어(140c)를 회동시킬 수 있도록 한다.
한편, 냉장실 도어(140c)의 전면에는 사용자가 냉장실 도어(140c)를 개방하지 않고서도 내부에 수용된 음료와 같은 저장물을 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 홈바(180c)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 냉동실 도어(120c)의 전면에는 사용자가 냉동실 도어(120c)를 개방하지 않고 얼음 또는 식수를 용이하게 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 디스펜서(160c)가 구비될 수 있고, 이러한 디스펜서(160c)의 상측에는, 냉장고(100c)의 구동운전을 제어하고 운전중인 냉장고(100c)의 상태를 화면에 도시하는 컨트롤패널(210c)이 더 구비될 수 있다.
한편, 도면에서는, 디스펜서(160c)가 냉동실 도어(120c)의 전면에 배치되는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 냉장실 도어(140c)의 전면에 배치되는 것도 가능하다.
한편, 냉동실(미도시)의 내측 상부에는 냉동실 내의 냉기를 이용하여 급수된 물을 제빙하는 제빙기(190c)와, 제빙기에서 제빙된 얼음이 이빙되어 담겨지도록 냉동실(미도시) 내측에 장착된 아이스 뱅크(195c)가 더 구비될 수 있다. 또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 아이스 뱅크(195c)에 담겨진 얼음이 디스펜서(160c)로 낙하되도록 안내하는 아이스 슈트(미도시)가 더 구비될 수 있다.
컨트롤패널(210c)은, 다수개의 버튼으로 구성되는 입력부(220c), 및 제어 화면 및 작동 상태 등을 디스플레이하는 표시부(230c)를 포함할 수 있다.
표시부(230c)는, 제어 화면, 작동 상태 및 고내(庫內) 온도 등의 정보를 표시한다. 예를 들어, 표시부(230c)는 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각얼음), 냉동실의 설정 온도, 냉장실의 설정 온도를 표시할 수 있다.
이러한 표시부(230c)는, 액정 디스플레이(LCD), 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 등 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 표시부(230c)는 입력부(220c)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
입력부(220c)는, 다수개의 조작 버튼을 구비할 수 있다. 예를 들어, 입력부(220c)는, 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각 얼음 등)를 설정하기 위한 디스펜서 설정버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉동실 온도설정 버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉장실 온도 설정 버튼(미도시) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력부(220c)는 표시부(230c)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 도면에 도시된 더블도어형(Double Door Type)에 한정되지 않으며, 원 도어형(One Door Type), 슬라이딩 도어형(Sliding Door Type), 커튼 도어형(Curtain Door Type) 등 그 형태를 불문한다.
도 13은 도 12의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 냉장고(100c)는, 압축기(112c)와, 압축기(112c)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(116c)와, 응축기(116c)에서 응축된 냉매를 공급받아 증발시키되, 냉동실(미도시)에 배치되는 냉동실 증발기(124c)와, 냉동실 증발기(124c)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉동실 팽창밸브(134c)를 포함할 수 있다.
한편, 도면에서는, 하나의 증발기를 사용하는 것으로 예시하나, 냉장실과 냉동실에 각각의 증발기를 사용하는 것도 가능하다.
즉, 냉장고(100c)는, 냉장실(미도시)에 배치되는 냉장실 증발기(미도시), 응축기(116c)에서 응축된 냉매를 냉장실 증발기(미도시) 또는 냉동실 증발기(124c)에 공급하는 3방향 밸브(미도시)와, 냉장실 증발기(미도시)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉장실 팽창밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉장고(100c)는 증발기(124c)를 통과한 냉매가 액체와 기체로 분리되는 기액 분리기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉장고(100c)는, 냉동실 증발기(124c)를 통과한 냉기를 흡입하여 각각 냉장실(미도시) 및 냉동실(미도시)로 불어주는 냉장실 팬(미도시) 및 냉동실 팬(144c)을 더 포함할 수 있다.
또한, 압축기(112c)를 구동하는 압축기 구동부(113c)와, 냉장실 팬(미도시) 및 냉동실 팬(144c)을 구동하는 냉장실 팬 구동부(미도시) 및 냉동실 팬 구동부(145c)를 더 포함할 수 있다.
한편, 도면에 따르면, 냉장실 및 냉동실에 공통의 증발기(124c)가 사용되므로, 이러한 경우에, 냉장실 및 냉동실 사이에 댐퍼(미도시)가 설치되될 수 있으며, 팬(미도시)은 하나의 증발기에서 생성된 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급되도록 강제 송풍시킬 수 있다.
도 13의 압축기(112c)는, 압축기 모터를 구동하는, 도 1과 같은, 모터 구동장치에 의해 구동될 수 있다.
또는, 냉장실 팬(미도시) 또는 냉동실 팬(144c)은, 각각 냉장실 팬 모터(미도시), 냉동실 팬 모터(미도시)를 구동하는, 도 1과 같은, 모터 구동장치에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템은, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 모터 구동방법 또는 홈 어플라이언스의 동작방법은, 모터 구동장치 또는 홈 어플라이언스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 실외기의 모터를 구동하는 실외기 구동장치와, 실내기의 모터를 구동하는 실내기 구동장치를 포함하는 모터 구동장치에 있어서,
    상기 실외기 구동장치는,
    외부로부터 직류 전원을 수신하는 접속부;
    상기 접속부의 출력단인 dc단에 접속되며, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터;
    상기 실내기 구동장치로부터 교류 전원을 수신하는 제2 접속부;
    상기 제2 접속부로부터의 상기 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여, 상기 dc단에 출력하는 컨버터;
    상기 인버터를 제어하는 제어부;를 구비하며,
    상기 실내기 구동장치는,
    외부로부터 제2 교류 전원을 수신하는 제3 접속부;
    상기 제2 교류 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부로부터의 전압을 강압하여 출력하는 전압 강압부;
    상기 제3 접속부로부터의 상기 제2 교류 전원을 상기 실외기 구동장치의 제2 접속부로 출력하는 제4 접속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    외부로부터 제2 직류 전원을 수신하는 제3 접속부(403a);를 더 포함하고,
    상기 제3 접속부로부터의 제2 직류 전원은, 상기 dc 단에 출력되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접속부와, 상기 컨버터 사이에, 상기 교류 전원을 정류하는 정류부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접속부는, 외부의 그리드로부터 상기 직류 전원을 수신하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접속부는, 외부의 에너지 저장장치로부터 상기 직류 전원을 수신하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접속부는, 외부의 태양광 모듈로부터 상기 직류 전원을 수신하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  8. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 모터 구동장치를 구비하는 공기조화기.
  9. 외부로부터의 직류 전원을 수신하고, 상기 직류 전원에 기반하여 동작하는 공기조화기;
    상기 외부로부터의 상기 직류 전원 또는 신 재생 에너지에 기반하여 생성된 직류 전원을 저장하는 에너지 저장장치; 및
    상기 공기조화기 및 상기 에너지 저장장치의 전력을 무선으로 관리하는 전력 관리 장치;를 포함하며,
    상기 공기조화기는,
    실외기의 모터를 구동하는 실외기 구동장치와, 실내기의 모터를 구동하는 실내기 구동장치를 포함하며,
    상기 실외기 구동장치는,
    상기 외부로부터 상기 직류 전원을 수신하는 접속부;
    상기 접속부의 출력단인 dc단에 접속되며, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터;
    상기 실내기 구동장치로부터 교류 전원을 수신하는 제2 접속부;
    상기 제2 접속부로부터의 상기 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여, 상기 dc단에 출력하는 컨버터;
    상기 인버터를 제어하는 제어부;를 구비하며,
    상기 실내기 구동장치는,
    외부로부터 제2 교류 전원을 수신하는 제3 접속부;
    상기 제2 교류 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부로부터의 전압을 강압하여 출력하는 전압 강압부;
    상기 제3 접속부로부터의 상기 제2 교류 전원을 상기 실외기 구동장치의 제2 접속부로 출력하는 제4 접속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    태양 전지를 구비하고, 상기 태양 전지에 기초하여 직류 전원을 생성하여 출력하는 태양광 모듈; 및
    상기 외부로부터의 직류 전원의 소비량을 감지하는 전력 소비 감지 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
KR1020160014349A 2016-02-04 2016-02-04 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템 KR101797201B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160014349A KR101797201B1 (ko) 2016-02-04 2016-02-04 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160014349A KR101797201B1 (ko) 2016-02-04 2016-02-04 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170092980A KR20170092980A (ko) 2017-08-14
KR101797201B1 true KR101797201B1 (ko) 2017-11-13

Family

ID=60142101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160014349A KR101797201B1 (ko) 2016-02-04 2016-02-04 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101797201B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102278212B1 (ko) * 2019-03-29 2021-07-19 엘지전자 주식회사 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR102296189B1 (ko) * 2019-04-01 2021-09-01 엘지전자 주식회사 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101135284B1 (ko) * 2010-11-15 2012-04-12 (주)인텍에프에이 충전장치를 채용하고 무효전력 제어기능을 갖는 다중기능 전력변환 장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101135284B1 (ko) * 2010-11-15 2012-04-12 (주)인텍에프에이 충전장치를 채용하고 무효전력 제어기능을 갖는 다중기능 전력변환 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170092980A (ko) 2017-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101858696B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
US9954473B2 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
KR101709496B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101663520B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101716141B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
US20170047876A1 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
EP3142248B1 (en) Motor driving apparatus, home appliance including the same, and mobile terminal
KR20170087271A (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101738085B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101687556B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101797201B1 (ko) 모터 구동장치, 홈 어플라이언스, 및 이를 구비하는 전력 공급 시스템
KR101822897B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101756411B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
EP3416272B1 (en) Power converting apparatus and home appliance including the same
KR101749530B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR102198184B1 (ko) 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR20180093341A (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR102035139B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR20180098043A (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101776239B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101756410B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101750878B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101752797B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR102145894B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101727913B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant